Юные волгоградцы изобретают уникальные вещи
Кванториумы, Центры молодежного инновационного творчества растут в Волгограде и области как грибы после дождя. И все они очень востребованы. Поколение NEXT, которое у нас так любят ругать за клиповое мышление, безответственность, желание получить все и сразу и при этом не прилагать никаких усилий, на деле оказывается совершенно не таким.
Робот-«убийца» сорняков
Воспитанники ЦМИТ «Лаборатория юных конструкторов», созданного на базе одного из волгоградских вузов, школьники Дмитрий Горшенев, Тимофей Абубикеров и Яна Щербакова намерены облегчить тяжелый крестьянский труд
Эти городские ребята, на первый взгляд, страшно далекие от сельского хозяйства, изобрели робота – «Dead weed» (в переводе «Убийца сорняков»).
Как рассказывают юные разработчики проекта, в его основе – работа нейронной сети. Нейронная сеть анализирует фотографии растений с видеокамеры, которой снабжен робот. Мини-компьютер обрабатывает изображение для наилучшей вероятности определения «вредителя», бинаризирует его, то есть преобразует цветное изображение в черно-белое, и сравнивает с массивом «правильных» изображений. «Неправильное» растение робот удаляет.
– Если говорить упрощенно, наш робот не строго программируется, а обучается, анализируя возможности между входными и выходными данными, и выполняет обобщение, – поясняет Тимофей Абубикеров. – Моей бабушке на даче такой робот очень бы пригодился. Возможно, на этой самой даче мы будем производить тесты робота.
У капитана команды юных изобретателей Дмитрия Горшенева, впрочем, планы на «Dead weed» куда шире, чем бабушкин огород. «Убийца» сорняков способен не только удалять из почвы сорную траву, но и транспортировать ее, например, на склад.
– Мы были бы рады, если бы наша разработка трудилась на полях Волгоградской области, – говорит Дмитрий.
Капитан команды проектировщиков в проекте отвечает за программирование робота. Сам Дмитрий учится в 11-м классе волгоградской школы № 32 и столько же – 11 лет занимается робототехникой. Шестилетним малышом мама привела его в клуб робототехники, и с тех пор выбор Димы – наука.
– С детства самыми любимыми для меня стали телеканалы о науке, мне самому хотелось что‑то исследовать и создавать. Теперь этим и занимаюсь.
Яна Щербакова, восьмиклассница лицея № 5, вызвалась заниматься сбором манипулятора и общей конструкцией, 3D-моделированием корпуса для робота в программе Autodesk Inventor.
Также она делала презентации для представления проекта на любом этапе работы. Яна в робототехнике тоже не новичок – занимается этим почти четыре года. Кстати, почти все ее родственники связаны с наукой. Дедушка и мама – физики, папа – программист. Яна тоже намерена продолжать двигаться по фамильной стезе.
А зона ответственности ученика волгоградской школы № 78 Тимофея Абубикерова – программирование и инженерия.
В этих направлениях он работает уже пять лет. «Dead weed» – самый разносторонний и сложный его проект. А до этого Тимофей успел сделать световой меч, как из «Звездных войн», и какой‑то совершенно уникальный, как он утверждает, автополив для комнатных растений.
Робот-мостостроитель
У волгоградских старшеклассниц Марии Беловоловой и Екатерины Коротковой точные науки всегда вызывали большой интерес
Чтобы расширить школьные знания, они стали заниматься в волгоградском кванториуме и в результате реализовали очень неожиданный для представительниц слабого и прекрасного пола проект – мостостроитель. А затем представили его на конкурсе «Большие вызовы».
Что это за мостостроитель такой? Специальные датчики позволяют машине определить, что дальше пути нет – впереди овраг, обрыв и прочее, и если возможности позволяют навести мост, механизм приступает к работе – выдвигает специальное высокопрочное полотно.
– Теперь по этому полотну может двигаться транспорт, а когда переправа завершена, наш мостостроитель убирает полотно и продолжает двигаться дальше, – рассказывают идею проекта Мария и Екатерина.
По мнению девушек, такая технология может быть применима в любом регионе нашей страны. Особенно актуальна она будет там, где просторы огромны, а транспортные линии требуют дополнения.
Ранозаживляющая мазь
Школьники команды «Кванториум «ПолиТЕХ» Анна Холодова и Виктор Ордынцев решили позаботиться о здоровье земляков. И не только земляков
Они разработали проект под названием «Синтез ранозаживляющей мази на основе наночастиц меди». Их идея настолько понравилась жюри, что ребята получили сертификат победителя Всероссийского акселератора «Технолидеры будущего».
Автором идеи была Анна. Два года назад она впервые задумалась над созданием инновационной мази от ожогов, а потом идея трансформировалась в ранозаживляющую мазь. Поддержал Анну ее друг и коллега по направлению – Виктор.
– Мне очень понравилась идея Ани, и я тоже захотел участвовать в такой значимой и важной разработке, – объясняет он свой порыв.
Интересно, что предыдущий проект юного изобретателя тоже был связан с поддержанием здоровья и хорошего самочувствия человека. Школьник работал над созданием новых фильтров для питьевой воды на основе фуллеренов – модификации углерода. Этот материал, как оказалось, позволяет лучше очищать воду и при этом не требует большой концентрации.
Виктор Ордынцев сам собрал установку для создания фуллеренов, изучил с помощью зондового микроскопа полученные структуры и изготовил многослойный фильтр для очистки воды. Этот инновационный фильтр позволил волгоградскому школьнику войти в число призеров федерального конкурса «Большие вызовы».
Теперь, уже объединившись с Анной Холодовой, Виктор работает над тем, чтобы победить микробов уже в организме человека.
Юные изобретатели констатируют: химия наноразмерных частиц металлов развивается семимильными шагами. Очень широкие перспективы использования в медицине получили наночастицы меди благодаря своим антибактериальным свойствам.
Из-за своих малых размеров они легко проникают в организм человека через эпителий, слизистые поверхности, обладают высокой активностью и могут даже составить конкуренцию антибиотикам, которые включают в состав большего числа ранозаживляющих препаратов.
А антибиотики, как известно, могут вызывать аллергию. К тому же бесконтрольный прием антибактериальных препаратов приводит к тому, что микрофлора организма человека становится нечувствительной к ним, возникают лекарственно-устойчивые формы заболеваний.
В результате своих опытов юные изобретатели получили коллоидный раствор наночастиц меди. Размер частиц подтвердили на спектрофотометре. Проверку антибактериальных свойств меди проводили на культуре бактерий.
Эксперимент показал: бактерии прекращали свой рост, если на них капнуть коллоидный раствор наномеди! Таким образом, ребятам удалось доказать, что технология работает и полученное средство действительно обладает антимикробными свойствами. При этом его производство не требует больших затрат и экономно по времени.
Теперь Анне и Виктору предстоит доказать эффективность своего препарата в сотрудничестве со специалистами ВолгГМУ. Кстати говоря, этот проект позволит получить Анне и Виктору дополнительные баллы при поступлении в вузы.
Где этому учат?
В Волгоградской области выстроена эффективная многоступенчатая система подготовки молодежи к будущей профессии
В нее вовлечены школы, учреждения дополнительного образования, ссузы и вузы, научные центры и предприятия-партнеры.
На базе одного из волгоградских колледжей для детей и взрослых открыт Центр опережающей профессиональной подготовки. Создаются кластеры «школа-колледж-вуз», открыт Дом научной коллаборации на базе одного из вузов.
Расширяется сеть детских технопарков «Кванториум».
Две такие площадки, оснащенные высокотехнологичным оборудованием, действуют в Волгограде – в городском детско-юношеском центре и на детской железной дороге, один открылся в конце прошлого года в Волжском, и для сельских школьников с 2020 года работает передвижной (мобильный) Кванториум.
Продолжается создание центров цифрового и гуманитарного профилей «Точка роста». Сейчас их функционирует 98, а в 2021 году их число возрастет до 195.
Такие «Точки роста» дают ребятам необыкновенный стимул развития общекультурных компетенций и цифровой грамотности, шахматного образования, творческой, социальной самореализации, удовлетворяют и личные образовательные потребности, и современные запросы общества.